CN111976835B - 一种车架及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车架及车辆，其中，车架包括纵梁、横梁机构和箱体机构，纵梁包括第一平梁部、第二平梁部、以及位于第一平梁部和第二平梁部之间的斜梁部，第一平梁部的高度低于第二平梁部的高度；横梁机构焊接在第一平梁部上，与第一平梁部连接后形成梯子形结构；箱体机构焊接在第二平梁部上，与第二平梁部连接后形成箱体结构。本发明通过车架从前到后采用梯子形结构到箱体结构的过渡，能够有效的保证车架整体的刚度，使车架满足工况使用的刚度需要，提升了车架的可靠性，进而避免了车架因局部承载过大而造成的车架损坏，增加了车架的使用寿命。

Description

一种车架及车辆

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种车架及车辆。

背景技术

目前矿山开采逐渐开始规模化开采，施工开始专业化施工，环保压力及机械成本的增加，对于车辆运输质量也在逐渐的提高，目前主要的运输机械有以国外经典矿卡机械为主的机械，国内主要以重卡为主为运输，目前国内矿区均已开发出来宽体车来适应这种复杂的工况需求，具有高性价比，高可靠性，来适应国内的矿区开采需要，而宽体车的车架作为宽体车的主要承载部件，车架对于整车的寿命是一个挑战。

目前，国内的宽体车的主要结构是借鉴传统重卡行业的那种主副车架的铆接结构形式，车架先做好零件，在用铆钉和螺栓将车架部件连接成整体结构。车架纵梁主截面为槽型结构。抗弯能力较弱。平均市场寿命为0.5年-1.5年之间，主要的市场故障为纵梁开裂(货箱纵梁前端与车架纵梁接触处开裂，车架内衬梁与纵梁结合处开裂)，铆钉断裂，螺栓断，横梁开裂，车架纵梁开裂(车架板簧后支座处，前桥中心线处)，侧板开裂(横推力杆支座处断裂)翻转座处焊缝开裂，车架的零部件质量直接影响到整车的寿命。

发明内容

针对以上现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种车架及车辆，其中，通过改变车架的结构形式，保证了车架整体的刚度，使车架满足工况使用的刚度需要，提升了车架的可靠性，进而避免了车架因局部承载过大而造成的车架损坏，增加了车架的使用寿命。

本发明一方面提供了一种车架，包括：

纵梁，包括第一平梁部、第二平梁部、以及位于所述第一平梁部和第二平梁部之间的斜梁部，所述第一平梁部的高度低于所述第二平梁部的高度；

横梁机构，焊接在所述第一平梁部上，与所述第一平梁部连接后形成梯子形结构；

箱体机构，焊接在所述第二平梁部上，与所述第二平梁部连接后形成箱体结构。

进一步的，所述第一平梁部和第二平梁部相互平行，且所述斜梁部与所述第一平梁部之间的夹角为钝角。

进一步的，所述斜梁部与所述第一平梁部之间的夹角为145°-170°。

进一步的，所述横梁机构包括：

第一横梁总成，设在所述第一平梁部远离所述斜梁部的一端；

第二横梁总成，设在所述第一平梁部靠近所述斜梁部的一端，且所述第二横梁总成与所述第一平梁部的底部连接；

前悬横梁总成，设在所述第一横梁总成和第二横梁总成之间，所述前悬横梁总成通过推力杆支座与所述第一平梁部连接。

进一步的，所述斜梁部上设有元宝梁总成，所述元宝梁总成包括：

元宝梁部，所述元宝梁部为元宝梁箱体结构；

连接板，位于所述斜梁部上方，与所述元宝梁部的两端连接，所述连接板的高度大于所述第二平梁部的高度。

进一步的，所述箱体机构包括：

第一封板，位于所述第二平梁部上方与所述第二平梁部固定连接；

第二封板，位于所述第二平梁部下方与所述第二平梁部固定连接；

其中，所述第一封板和所述第二封板靠近所述斜梁部的一端均设有过渡部。

进一步的，所述箱体机构还包括加强组件，所述加强组件包括：

横隔板，沿所述第二平梁部的长度方向设置，所述横隔板的两侧分别与所述第一封板和所述第二封板连接；

纵隔板，沿所述第二平梁部的宽度方向设置，所述纵隔板的两侧分别与所述第一封板和所述第二封板连接；

外腹板，设在所述第一封板的过渡部和所述第二封板的过渡部之间，所述外腹板上设有与所述第二平梁部水平设置的加强筋板。

进一步的，所述车架还包括：

尾梁总成，与所述第二平梁部远离所述斜梁部的一端连接，所述尾梁总成内设有圆管梁，且所述圆管梁与所述尾梁总成的连接处设有圆管梁筋板。

进一步的，所述纵梁包括第一盖板、第二盖板和位于所述第一盖板和第二盖板之间的两个支撑板，所述第一盖板、第二盖板和两个所述支撑板通过焊接后形成矩形梁结构。

本发明另一方面提供了一种车辆，包括如上述所述的一种车架。

本发明提供的一种车架及车辆，通过使第一平梁部的高度低于第二平梁部的高度，使纵梁形成前低后高的结构，以方便车辆的传动系统布置在车架上，进而降低车辆整体的高度，以使车辆整体的重心降低；同时，位于第一平梁部和第二平梁部之间的斜梁部不但能对第一平梁部和第二平梁部进行过渡的同时，还用于与货箱贴合，使货箱能够在车架上的稳定性提高；又由于第一平梁部和第二平梁部的受力有所差异，因此，将第一平梁部与横梁机构构成梯子形结构就可满足第一平梁部的刚度需要，而第二平梁部与箱体机构构成箱体结构能够使车架整体的刚度和抗弯扭能力大幅度提升，总之，将车架从前到后采用梯子形结构到箱体结构的过渡，能够有效的保证车架整体的刚度，使车架满足工况使用的刚度需要，提升了车架的可靠性，进而避免了车架因局部承载过大而造成的车架损坏，增加了车架的使用寿命。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明示例性实施例的一种车架的俯视图；

图2为本发明示例性实施例的一种车架的侧视图；

图3为本发明示例性实施例的一种车架的局部放大图；

图4为本发明示例性实施例的元宝梁总成的结构示意图；

图5为本发明示例性实施例的加强组件的结构示意图；

图6为本发明示例性实施例的横隔板的结构示意图；

图7为本发明示例性实施例的纵隔板的结构示意图；

图8为本发明示例性实施例的车架在过渡部处的放大图；

图9为本发明示例性实施例的尾梁总成的结构示意图；

图10为本发明示例性实施例的举升缸支座的结构示意图；

图11为本发明示例性实施例的平衡梁总成的结构示意图；

图12为本发明示例性实施例的纵梁的截面示意图。

图中：

1-纵梁，101-第一平梁部，102-第二平梁部，103-斜梁部，104-第一盖板，105-第二盖板，106-支撑板；

2-横梁机构，201-第一横梁总成，202-第二横梁总成，203-前悬横梁总成，204-推力杆支座，205-前油气簧上支座；

3-箱体机构，301-第一封板，302-第二封板，303-过渡部，304-横隔板，305-纵隔板，306-外腹板，307-加强筋板；

4-元宝梁总成，401-元宝梁部，402-连接板；

5-尾梁总成，501-圆管梁，502-圆管梁筋板；

6-中桥油气簧支座；

7-后桥油气簧支座；

8-举升缸支座；

9-平衡梁总成，901-竖板，902-立板，903-横板，904-底板。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的一种车架，参见图1和2，包括纵梁1、横梁机构2和箱体机构3，纵梁1包括第一平梁部101、第二平梁部102、以及位于第一平梁部101和第二平梁部102之间的斜梁部103，第一平梁部101的高度低于第二平梁部102的高度；横梁机构2焊接在第一平梁部101上，与第一平梁部101连接后形成梯子形结构；箱体机构3焊接在第二平梁部102上，与第二平梁部102连接后形成箱体结构。

通过使第一平梁部101的高度低于第二平梁部102的高度，使纵梁1形成前低后高的结构，以方便车辆的传动系统布置在车架上，进而降低车辆整体的高度，以使车辆整体的重心降低。同时，位于第一平梁部101和第二平梁部102之间的斜梁部103不但能对第一平梁部101和第二平梁部102进行过渡的同时，还用于与货箱贴合，进而使货箱能够在车架上的稳定性提高；又由于第一平梁部101的受力比第二平梁部102小的多，故第一平梁部101的扭转刚度要求并不大，因此，将第一平梁部101与横梁机构2构成梯子形结构就可满足第一平梁部101的刚度需要，而第二平梁部102与箱体机构3构成箱体结构能够使车架整体的刚度和抗弯扭能力大幅度提升，总之，将车架从前到后采用梯子形结构到箱体结构的过渡，能够保证了车架整体的刚度，使车架满足工况使用的刚度需要，提升了车架的可靠性，进而避免了车架因局部承载过大而造成的车架损坏，增加了车架的使用寿命。其中，横梁机构2和第一平梁部101通过焊接的方式连接，箱体机构3和第二平梁部102通过焊接的方式连接，还避免了现有技术中铆接存在的铆钉断裂和螺栓断的情况，进而增加了车架的稳定性。

作为一优选实施方式，第一平梁部101和第二平梁部102相互平行，且斜梁部103与第一平梁部101之间的夹角为钝角。在本实施方式中，由于第一平梁部101的高度低于第二平梁部102的高度，因此，本发明提供的车架的重心相对于直线型纵梁1的重心下移，因此，将第一平梁部101和第二平梁部102保持平行，使得车架的稳定性得到提高，减少了局部应力的突变；同时，第二平梁部102通过与箱体机构3构成的箱体结构，也使车架的整体刚度相对提升，进而使第一平梁部101对发动机变速箱的承载时间加长，增加了车架的使用寿命。其中，将斜梁部103与第一平梁部101之间的夹角优选为钝角，能够使斜梁部103与货箱更好的贴合，以便货箱在车架上稳定设置。

作为具体的，斜梁部103与第一平梁部101之间的夹角为145°-170°。在本实施方式中，由于斜梁部103用于与货箱贴合，因此，斜梁部103不但是对纵梁1前低后高的过渡，将斜梁部103与第一平梁部101之间的夹角优选为145°-170°，能够使第一平梁部101和第二平梁部102平缓过渡，避免刚度突变的同时，还能够使斜梁部103与货箱很好的贴合，进而使斜梁部103上的受力均匀，避免了斜梁部103因局部受力过大而造成损坏，增加了斜梁部103的使用寿命。

作为一优选实施方式，参见图3，横梁机构2包括第一横梁总成201、第二横梁总成202和前悬横梁总成203，第一横梁总成201设在第一平梁部101远离斜梁部103的一端；第二横梁总成202设在第一平梁部101靠近斜梁部103的一端，且第二横梁总成202与第一平梁部101的底部连接；前悬横梁总成203设在第一横梁总成201和第二横梁总成202之间，前悬横梁总成203通过推力杆支座204与第一平梁部101连接。在本实施方式中，将第一平梁部101设置第一横梁总成201、第二横梁总成202和前悬横梁总成203，能够增加第一平梁部101的抗弯强度和抗扭能力，进而保证了车架的整体刚度。其中，在第一平梁部101上还设有前油气簧上支座205，且前油气簧上支座205位于第二横梁总成202的上方。

作为优选的，参见图4，斜梁部103上设有元宝梁总成4，元宝梁总成4包括元宝梁部401和连接板402，元宝梁部401为元宝梁箱体结构；连接板402位于斜梁部103上方，与元宝梁部401的两端连接，连接板402的高度大于第二平梁部102的高度。在本实施方式中，在斜梁部103上设置元宝梁总成4，能够提升车架的抗弯能力，并将元宝梁部401优选为元宝梁箱体结构，能够对元宝梁总成4进行整体加强，再通过在元宝梁部401的两端连接连接板402，使斜梁部103对第一平梁部101和第二平梁部102进行局部加强的过渡，进而增加了车架整体的刚度。

进一步的，箱体机构3包括第一封板301和第二封板302，第一封板301位于第二平梁部102上方与第二平梁部102固定连接；第二封板302位于第二平梁部102下方与第二平梁部102固定连接；其中，第一封板301和第二封板302靠近斜梁部103的一端均设有过渡部303。在本实施方式中，通过第一封板301和第二封板302上设置过渡部303，避免了车架上的应力集中，进而提升了车架的稳定性。作为优选的，过渡部303优选为大圆弧过渡结构。

其中，参见图5至7，箱体机构3还包括加强组件，加强组件包括横隔板304、纵隔板305和外腹板306、横隔板304沿第二平梁部102的长度方向设置，横隔板304的两侧分别与第一封板301和第二封板302连接；纵隔板305沿第二平梁部102的宽度方向设置，纵隔板305的两侧分别与第一封板301和第二封板302连接；参见图8，外腹板306设在第一封板301的过渡部303和第二封板302的过渡部303之间，外腹板306上设有与第二平梁部102水平设置的加强筋板307。在本实施方式中，为确保车架的强度，第二平梁部102和第一封板301、第二封板302构成了箱体结构，因此，在箱体结构内部增加横隔板304和纵隔板305，保证车架的强度的前提下，还能够增加箱体结构的稳定性。作为优选的，横隔板304、纵隔板305均采用双面焊接的方式与第一封板301和第二封板302连接。其中，在外腹板306上设有与第二平梁部102水平设置的加强筋板307，还能够对过渡部303处进行局部加强并过渡。

作为一优选实施方式，参见图9，车架还包括尾梁总成5，尾梁总成5与第二平梁部102远离斜梁部103的一端连接，尾梁总成5内设有圆管梁501，且圆管梁501与尾梁总成5的连接处设有圆管梁筋板502。在本实施方式中，在尾梁总成5内设有圆管梁501，实现对货箱后翻转轴处局部增加筋板加强，保证货箱举升时，翻转轴抗弯能力提升。

此外，参见图10，在第二平梁部102上还设有中桥油气簧支座6和后桥油气簧支座7，并在位于中桥油气簧支座6和斜梁部103之间的第二平梁部102的下方设有举升缸支座8，在位于中桥油气簧支座6和后桥油气簧支座7之间的第二平梁部102的下方设有平衡梁总成9，其中，平衡梁总成9采用框架式箱体结构，参见图11，平衡梁总成9包括竖板901、立板902、横板903和底板904焊接而成，平衡梁总成9保证了其整体抗弯及冲击强度，进而提升车架的稳定性。

作为一优选实施方式，参见图12，纵梁1包括第一盖板104、第二盖板105和位于第一盖板104和第二盖板105之间的两个支撑板106，第一盖板104、第二盖板105和两个支撑板106通过焊接后形成矩形梁结构。在本实施方式中，将纵梁1优选为矩形梁结构，能够使其抗弯能力更强。

本发明还提供了一种车辆，包括如上述所述的一种车架。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种车架，其特征在于，包括：

纵梁(1)，包括第一平梁部(101)、第二平梁部(102)、以及位于所述第一平梁部(101)和第二平梁部(102)之间的斜梁部(103)，所述第一平梁部(101)的高度低于所述第二平梁部(102)的高度；

横梁机构(2)，焊接在所述第一平梁部(101)上，与所述第一平梁部(101)连接后形成梯子形结构；

箱体机构(3)，焊接在所述第二平梁部(102)上，与所述第二平梁部(102)连接后形成箱体结构；

其中，所述箱体机构(3)包括：

第一封板(301)，位于所述第二平梁部(102)上方与所述第二平梁部(102)固定连接；

第二封板(302)，位于所述第二平梁部(102)下方与所述第二平梁部(102)固定连接；

其中，所述第一封板(301)和所述第二封板(302)靠近所述斜梁部(103)的一端均设有过渡部(303)；

加强组件，所述加强组件包括横隔板(304)、纵隔板(305)和外腹板(306)，所述横隔板(304)沿所述第二平梁部(102)的长度方向设置，所述横隔板(304)的两侧分别与所述第一封板(301)和所述第二封板(302)连接；所述纵隔板(305)沿所述第二平梁部(102)的宽度方向设置，所述纵隔板(305)的两侧分别与所述第一封板(301)和所述第二封板(302)连接；所述外腹板(306)设在所述第一封板(301)的过渡部(303)和所述第二封板(302)的过渡部(303)之间，所述外腹板(306)上设有与所述第二平梁部(102)水平设置的加强筋板(307)。

2.根据权利要求1所述的车架，其特征在于，所述第一平梁部(101)和第二平梁部(102)相互平行，且所述斜梁部(103)与所述第一平梁部(101)之间的夹角为钝角。

3.根据权利要求2所述的车架，其特征在于，所述斜梁部(103)与所述第一平梁部(101)之间的夹角为145°-170°。

4.根据权利要求1所述的车架，其特征在于，所述横梁机构(2)包括：

第一横梁总成(201)，设在所述第一平梁部(101)远离所述斜梁部(103)的一端；

第二横梁总成(202)，设在所述第一平梁部(101)靠近所述斜梁部(103)的一端，且所述第二横梁总成(202)与所述第一平梁部(101)的底部连接；

前悬横梁总成(203)，设在所述第一横梁总成(201)和第二横梁总成(202)之间，所述前悬横梁总成(203)通过推力杆支座(204)与所述第一平梁部(101)连接。

5.根据权利要求4所述的车架，其特征在于，所述斜梁部(103)上设有元宝梁总成(4)，所述元宝梁总成(4)包括：

元宝梁部(401)，所述元宝梁部(401)为元宝梁箱体结构；

连接板(402)，位于所述斜梁部(103)上方，与所述元宝梁部(401)的两端连接，所述连接板(402)的高度大于所述第二平梁部(102)的高度。

6.根据权利要求1所述的车架，其特征在于，所述车架还包括：

尾梁总成(5)，与所述第二平梁部(102)远离所述斜梁部(103)的一端连接，所述尾梁总成(5)内设有圆管梁(501)，且所述圆管梁(501)与所述尾梁总成(5)的连接处设有圆管梁筋板(502)。

7.根据权利要求1至6任一所述的车架，其特征在于，所述纵梁(1)包括第一盖板(104)、第二盖板(105)和位于所述第一盖板(104)和第二盖板(105)之间的两个支撑板(106)，所述第一盖板(104)、第二盖板(105)和两个所述支撑板(106)通过焊接后形成矩形梁结构。

8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至7任一所述的一种车架。

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